Sinds de industriële revolutie wordt er door menselijke activiteiten steeds meer CO2 uitgestoten naar de atmosfeer, waardoor de aarde langzaam opwarmt. Ook in de Waddenzee neemt de temperatuur langzaam maar zeker toe. De stijging verloopt in Nederland zelfs tweemaal zo snel als de mondiale temperatuurstijging. De winter van 1996 behoorde nog tot de vijf koudste winters van de afgelopen eeuw. Daar staat tegenover dat het jaar 2007 behoorde tot een van de tien warmste van de meetreeks behoorde. De opwarming van het zeewater en het uitblijven van koude winters heeft gevolgen voor het leven in de Waddenzee. Geleidelijk aan treden er een aantal verschuivingen op. In dit artikel wordt eerst stilgestaan bij de soorten voor welke de opwarming nadelig blijkt. Daarna worden de soorten besproken die juist profiteren van de opwarming. Door de jaarlijkse schommelingen heen is duidelijk de stijgende temperatuurstrend in de afgelopen 50 jaar waar te nemen. Afbeelding: © H.M. van Aken (2010) Journal of Sea Research 63: 143-151 De kinderkamer van de Noordzee De Waddenzee is de kinderkamer voor veel vis uit de Noordzee. Na het uitkomen van de eieren trekken veel jonge vislarven in het vroege voorjaar de Waddenzee binnen. Het warmere zeewater, het rijke voedselaanbod en de afwezigheid van predatoren bieden de ideale omstandigheden om op te groeien. Onder de soorten die gebruikmaken van de kinderkamer bevindt zich de schol. De jonge schol trekt begin april als eerste naar de Waddenzee. Hij heeft een relatief lang groeiseizoen en verblijft meer dan vier maanden in de ondiepe wateren. Sinds de jaren zeventig lijken de omstandigheden in de Waddenzee echter steeds minder gunstig voor de schol. In de zomer komt de temperatuur van het zeewater in de Waddenzee regelmatig boven de 20 graden Celsius uit. Bij deze relatief hogere temperaturen neemt bij de schol de groei af. Terwijl de schol in de toekomst wellicht zal moeten uitwijken naar een andere, koelere kinderkamer, wordt voor andere soorten de Waddenzee aantrekkelijker. Ieder voorjaar trekken jonge garnalen naar het waddengebied. Door de klimaatverandering warmt het water steeds sneller op, en blijft het ook langer op temperatuur. Dankzij de opwarming van de Waddenzee wordt het groeiseizoen van garnalen dus verlengd. Mosselen en kokkels Na de sterke achteruitgang van kokkel- en mosselbanken door overbevissing in de jaren ’80 en ’90, blijft herstel van de schelpdierbestanden uit. De warme winters in de afgelopen tien jaar blijken negatieve gevolgen te hebben voor de ontwikkeling van schelpdieren. Mossel- en kokkelbanken zijn voortdurend in ontwikkeling. Kokkels worden gemiddeld zeven jaar. Mosselen kunnen aanzienlijk ouder worden, tot ca. 20 jaar. Regelmatige aanwas is nodig, om de schelpdierbanken op sterkte te houden. Jonge schelpdieren worden in de eerste levensfase echter bedreigd door vraat. Koude winters blijken gunstig te zijn voor de nieuwe aanwas: de predatoren van het schelpdierbroed – zoals kleine garnalen – houden namelijk niet van de kou. In het voorjaar volgend op een strenge winter worden de predatoren relatief laat actief. Jonge schelpdieren krijgen daardoor de kans op te groeien tot een grootte waarbij ze niet meer eetbaar zijn voor deze predatoren. Door het uitblijven van strenge winters in de laatste tien jaar is de aangroei beperkt gebleven. Begunstigden Terwijl sommige soorten de Waddenzee langzaam maar zeker vermijden, wordt het er aantrekkelijker voor anderen. De achteruitgang van de schol gaat de laatste jaren gepaard met een toename in tong. Ook vissen die van de warmte houden, zoals de zeebaars, smelt en griet vertonen een stijgende trend. De opwarming van het zeewater stimuleert tevens de vestiging van een aantal schelpdieren die oorspronkelijk in warmere wateren thuishoren. Veel soorten worden in Europa geïntroduceerd via het ballastwater van grote zeeschepen. Nadat veel van deze schelpdieren zich eerst in zuidelijkere wateren hebben gevestigd, is er de laatste decennia sprake van een noordwaartse verschuiving. De Japanse oester is het meest in het oog springende voorbeeld. Deze opvallend grote oester met messcherpe kanten heeft een wereldwijde verspreiding. De soort komt onder meer voor aan de kusten van de Verenigde Staten en Australië en langs de Middellandse Zee. In de jaren ‘60 is de Japanse oester in de Oosterschelde geïntroduceerd voor de kweek. De laatste decennia komt zij ook in steeds grotere aantallen voor in de Waddenzee. Japanse oesters vormen stevige structuren op de wadbodem . Afbeelding: © K. Troost Minder opvallend, maar als fenomeen evenzo illustratief voor de veranderingen die volgen op de temperatuurstijging, is de komst van het muiltje in de Waddenzee. Muiltjes vormen vaak stapels van twee tot twaalf aan elkaar gehechte schelpen. De soort komt oorspronkelijk van de Noord-Amerikaanse kust en maakte begin vorige eeuw de oversteek naar Europa. Vanuit Frankrijk is zij geleidelijk aan noordwaarts opgeschoven. Het muiltje werd in de jaren dertig nog sporadisch waargenomen, maar is tegenwoordig een veel voorkomend schelpdier. Verandering: verrijking of bedreiging? De komst van nieuwe soorten kan een verrijking van het ecosysteem betekenen. De Japanse oester vormt stevige schelpenbanken die een schuilplaats bieden aan tal van andere organismen. Daarnaast hebben de banken een stabiliserende werking. Doordat de oesters sediment invangen, zorgen zij voor versteviging en natuurlijke ophoging van de wadplaten. Nieuwe soorten kunnen ook een bedreiging vormen voor bestaande soorten. Met name wanneer zij zich grootschalig uitbreiden. In de Oosterschelde heeft dezelfde Japanse oester de mosselbanken voor een groot deel verdrongen. Ook andere exoten kunnen de oorspronkelijke wadbewoners verdringen. De laatste jaren wordt in havens bijvoorbeeld steeds vaker de druipzakpijp waargenomen. Een prachtig dier, maar hij overwoekert wel allerlei schelpdieren, zeepokken en andere vastzittende dieren. De druipzakpijp wordt pas sinds enkele jaren in de Waddenzee waargenomen. Afbeelding: © Waddenvereniging Verandering: onontkoombaar De Waddenzee is aan velerlei invloeden onderhevig. In dit artikel zijn de gevolgen van opwarming beschreven. De opwarming is een gevolg van de klimaatverandering op aarde. Deze klimaatverandering leidt echter ook tot zeespiegelstijging en een verandering in het windklimaat. Hierdoor worden getijdenstromingen en de daarmee verbonden sedimentatiepatronen beïnvloed. Daarnaast is de mens in het wad een factor van belang. De aanleg van grote infrastructuren, zoals de Afsluitdijk, heeft in het verleden sterk het karakter van de Waddenzee getekend. Ook exploitatie en bodemberoering hebben een sterke stempel gezet op de ecologie in het wad. Veel soorten zijn de loop van afgelopen eeuwen verdwenen uit de Waddenzee. Maar er zijn ook steeds nieuwe soorten binnengekomen. In een dynamisch open ecosysteem, zoals de Waddenzee, is het een komen en gaan. Dankzij het voorkomen van zoveel verschillende soorten, vormt de Waddenzee een robuust, veerkrachtig ecosysteem dat uniek is in de wereld. Bronnen: Beukema (1992) Netherlands Journal of Sea Research 16: 37-45 De Bruyne en de Boer (2008) Schelpen van de Waddeneilanden Lodge D.M. (1993) Trends in Ecology and Evolution 8(4): 133-137 Nehls ea. (2006) Helgoland Marine Research 60(2): 135-143 Strasser ea. (2003) Journal of Sea Research 49: 47-57 Teal en anderen (2008) Marine Ecology Progress Series 358: 219-230 Troost K. en anderen (2009) Marine Biology 156: 355-372 Tulp I., L.J. Bolle & A.D. van Rijnsdorp (2008) Journal of Sea Research 60: 54-73 Van der Veer HW, R Dapper & J IJ Witte (2001) Journal of Sea Research 45: 271-279 Van Aken H.M. (2010) Journal of Sea Research 63: 143-151
De Waddenzee is een uniek gebied. Het water is ondiep en relatief warm, waardoor veel planten en dieren er graag vertoeven. Op de droogvallende wadplaten leven verschillende soorten wormen en schelpdieren. Zij vormen een belangrijke voedselbron voor vogels die naar de Waddenzee komen om te broeden of te overwinteren. Vogels zijn echter niet de enigen die naar het Waddengebied trekken voor hun rust. Met name in de lente- en zomermaanden worden de eilanden overspoeld door dagjesmensen en toeristen. Het waddengebied, gezien vanuit de lucht. Recreanten maken op hun eigen manier gebruik van het waddengebied. Sommige toeristen varen met kleine (motor)bootjes richting zandplaten die voortdurend droog liggen, zoals Simonszand of de Engelsmanplaat. Daar gaan zij van boord en verblijven er over het algemeen enkele uren om te zonnen of van de natuur te genieten. Andere mensen zijn liever wat actiever bezig en gaan kitesurfen of nemen deel aan een georganiseerde wadlooptocht. Die recreatie blijft voor vogels niet onopgemerkt en het kan zelfs zijn dat zij erdoor verstoord worden. In dat geval verandert het gedrag van de vogel op het moment dat toeristen te dicht in de buurt komen. Er is veel onderzoek gedaan naar de verstoring van wadvogels door recreatieve activiteiten. Traditiegetrouw gebeurt dat vooral door te kijken naar opvliegreacties van vogels. Vanaf welke afstand vliegt een vogel weg als toeristen zijn leefgebied betreden? En hoe lang duurt het voordat hij weer terugkeert? Biologen Cor Smit en George Visser beantwoorden deze vragen in een uitgebreid onderzoeksrapport. Zij maken in hun analyse onderscheid tussen rustende vogels en vogels die op het wad naar voedsel zoeken (foeragerende vogels). Verstoring van rustende vogels Rustende vogels gebruiken het wad als slaapplaats. Als mensen te dicht in de buurt komen, schrikken ze wakker. Dat is duidelijk terug te zien in het gedrag. Een wakker geschrokken vogel kijkt voortdurend om zich heen en gaat vaak rondlopen in plaats van dat hij rustig blijft liggen. Naderen de toeristen steeds dichter, dan zal de vogel uiteindelijk opvliegen. Vanaf welke afstand dat gebeurt, verschilt tussen soorten. De goudplevier, bijvoorbeeld, is vrij tolerant en vliegt pas weg als mensen tot 50 meter genaderd zijn. De wulp en de tureluur moeten veel minder hebben van het onaangekondigde bezoek en verdwijnen als toeristen binnen een straal van 95 meter komen. De wulp houdt niet van onverwacht bezoek en wijkt daarom in het toeristische seizoen uit naar rustige gebieden. Afbeelding: © Wikimedia Commons Sommige vogels kunnen zich aanpassen aan het gedrag van recreanten. Op het oostelijk deel van Ameland zitten in warme zomernachten met gemak duizenden wulpen. Overdag, als er veel toeristen op het eiland rondlopen, zijn dat er maar een paar honderd. Op dat drukke tijdstip wijken de vogels liever uit naar de Engelsmanplaat en de Friese kust. In de winter, als er maar weinig mensen op het eiland zijn, verblijven de wulpen wel voornamelijk op Ameland. Ook de rosse grutto gebruikt in de zomer en in de winter verschillende rustplaatsen om de confrontatie met toeristen zo veel mogelijk te ontwijken. Verstoring van foeragerende vogels Vogels die op het wad naar voedsel zoeken hebben met name last van wadlopers. Hoe vaker er wandelaars voorbij trekken, hoe groter de mate van verstoring is. Ook het gedrag van de recreanten speelt een belangrijke rol. Een groep wadlopers maakt meer lawaai dan een eenzame wandelaar en dus zullen de vogels eerder opvliegen als er een groep mensen in de buurt komt. Er bestaat een formule om precies uit te rekenen hoeveel voedselgebied een vogel tijdelijk verliest door passerende wadlopers. Die formule luidt: surface = Πr22 + 2r1 x h1 x s + 2 (r2-r1) x h2 x s Waarin: symbool betekenis voorbeeld scholekster s snelheid wadloper (m/s) 1 m/s (=3,6 km/h) r1 opvliegafstand vogel (m) 85 m r2 stopafstand voedsel zoeken (m) 120 m h1 benodigde tijd om bij te komen van r1 (s) 900 s h2 benodigde tijd om bij te komen van r2 (s) 300 s surface tijdelijk verlaten gebied (m2) 20 ha Een groep wadlopers zorgt voor een sterkere verstoring dan een individuele wandelaar. Afbeelding: © Wikimedia Commons Een rekenvoorbeeld voor de scholekster (zie tabel boven) leert dat wadlopers een groot gebied kunnen verstoren. Nadert een wadloper met een snelheid van ruim drie kilometer per uur, dan gebruikt de vogel een gebied van twintig hectare tijdelijk niet om naar voedsel te zoeken. Hoe vangen zij zo’n verstoring op? Vogels die niet gebonden zijn aan hun leefgebied verplaatsen zich naar een alternatief gebied. Zijn er veel verstoringen dan kan een alternatief gebied uitgroeien tot verzamelplaats van vogels. En dat is nadelig voor de voedselopname. Uit verschillende onderzoeken blijkt dat vogels minder voedsel opnemen als zij met z’n allen op een kluitje zitten. Dat komt waarschijnlijk doordat zij in die situatie meer met elkaar bezig zijn dan met het zoeken naar voedsel. Ook een vogel die sterk afhankelijk is van zijn leefgebied gaat er vandoor wanneer toeristen te dicht in de buurt komen. Zo’n territoriale vogel trekt zich terug in een ander gebied, maar eet daar bijna niets. Hij besteedt zijn tijd met rusten en rondlopen totdat de verstoring in zijn eigen leefgebied voorbij is. Dan keert hij terug. Na terugkeer is de voedselopname van een territoriale vogel vaak tijdelijk iets hoger dan voor de verstoring. Vogel laat zelf verstoring zien Onderzoek op basis van opvliegreacties is niet altijd betrouwbaar. Als vogels leren om een verstoord gebied te mijden, zijn vluchtreacties niet meer te meten. Aan de andere kant veroorzaakt een zeldzame verstoring in een rustig gebied waarschijnlijk een grote schrikreactie. Zo’n zeldzame verstoring lijkt dan een grote impact te hebben, terwijl vogels vaak snel naar het gebied terugkeren. Bioloog Abel Gyimesi heeft een nieuwe methode gevonden om het effect van menselijke verstoring op vogels te meten. Zowel na verstoring als bij natuurlijke predatie hebben vogels vaak te maken met een beperkte beschikbaarheid van voedsel of broedplaatsen. Uit eerder onderzoek bleek dat een vogel in een gebied met veel roofdieren meer voedsel achterlaat dan in een gebied waar hij rustig zijn buikje rond kan eten. Het effect van menselijke activiteit is op dezelfde manier te meten. Blijft er na verstoring veel voedsel achter? Dan heeft de vogel waarschijnlijk last gehad van passerende toeristen. In het Lauwersmeer voedt de kleine zwaan zich met deze knolletjes van het schedefonteinkruid. Afbeelding: © Wikimedia Commons Gyimesi nam de proef op de som in het Lauwersmeer, het leefgebied van de kleine zwaan. In de herfst is dit meer het laatste tussenstoppunt voor de migrerende zwanen. Ze verblijven er enkele weken en voeden zich in die periode met knolletjes van het schedefonteinkruid. Naast het centrale gedeelte bestaat het Lauwersmeer uit negen uitlopers. Een aantal van die uitlopers is opengesteld voor pleziervaart. Verstoring door motorbootjes en zeilboten zorgt ervoor dat de zwanen meer knolletjes achterlaten in uitlopers waar gevaren wordt. Op deze manier laten de vogels zelf zien waar ze last hebben van verstoring. Net als de wulp en de rosse grutto, heeft ook de kleine zwaan een tactiek gevonden om verstorende toeristen te ontlopen. Overdag zoeken de zwanen hun voedsel in de rustige uitlopers van het Lauwersmeer, en pas ’s avonds trekken zij naar de gebieden waar overdag volop gevaren wordt. Verstoring door toeristen in het Waddengebied is er dus wel, maar van een blijvend nadelig effect voor de wadvogels is meestal geen sprake. Bronnen Cor Smit en George Visser Effects of disturbance on shorebirds: a summary of excisting knowledge from the Dutch Wadden Sea and Delta area, Wader Study Group Bull. 68:6-19 Abel Gyimesi Carrying capacity of a heterogeneous lake for migrating swans, Universiteit Utrecht, 29 januari 2010 Ecologische atlas Waddenzee (Imares) Zie ook Animatie van de Waddenzee Verstoring van wadvogels (Ecomare) Meer over de wadden op Kennislink
Zebravis kunst Het lijkt wel moderne kunst, maar in werkelijkheid laat dit plaatje de laterale lijn van de zebravis zien. Om dit orgaan te ontwikkelen moeten cellen in het zebravisembryo zich allemaal in dezelfde richting oriënteren, en zich rangschikken rond een centrale cel die niet van positie verandert. Het resultaat is de rosetvorm die je hier ziet. Afbeelding: © Virginie Lecaudey, EMBL
Sommige mensen vinden littekens lelijk terwijl anderen ze juist stoer vinden. Toch kan een litteken meer zijn dan een ontsiering. Denk maar eens aan littekenweefsel op het hart na een hartinfarct. Doordat dit littekenweefsel de functie van het originele weefsel (spier) niet kan overnemen, verliest het hart aan pompcapaciteit. Joon-Il Jun, werkzaam bij de afdeling biochemistry and molecular biology aan het UIC College of Medicine heeft onlangs ontdekt hoe we de vorming van littekenweefsel misschien kunnen tegengaan. Afbeelding: © Sander van der Molen Littekens zijn overblijfselen van een wond. Op microscopisch niveau heeft littekenweefsel een andere structuur dan het weefsel er omheen. Littekens op de huid zijn bijvoorbeeld minder elastisch dan normaal huidweefsel en zijn minder goed bestand tegen ultraviolette straling. Littekenweefsel in organen als het hart of de lever zorgen ervoor dat het getroffen orgaan minder goed functioneert. Het ontstaan van littekenweefsel begint direct na de verwonding. De wond trekt fibroblasten aan. Dit zijn gespecialiseerde cellen die de extracellulaire matrix opbouwen. Deze matrix is een netwerk van verschillende eiwitten, onder andere collageen, dat vorm en stevigheid aan een weefsel geeft. Jun ontdekte dat het daar niet bij blijft, want de fibroblasten raken in een zogenaamde ‘senescente’ staat, een staat waarin ze niet meer delen. Ze stoppen ook met collageenproductie en produceren juist enzymen die collageen afbreken. Jun dacht dat deze overgang de vorming van teveel littekenweefsel tegengaat. Verband Jun ontdekte dat de senescente staat van de fibroblasten ‘aangezet’ wordt door een eiwit, CCN1. Hij bewees dit door in muizen het coderende gen voor het eiwit te verstoren. De fibroblasten in een huidwond werden niet senescent en de muis kreeg een overdreven litteken. Jun kon de gemuteerde muizen ‘redden’ door het eiwit CCN1 aan te brengen. De fibroblasten gingen over in de senescente staat en het littekenweefsel ontwikkelde zich zoals normaal. Het eiwit CCN1 tempert dus de vorming van littekenweefsel door fibroblasten. Het is nog niet duidelijk wat de consequenties zijn van deze vondst. Het is verleidelijk om aan een ‘anti-litteken verband’ te denken, maar de leider van het onderzoek, professor Lester Lau, ziet eerder toepassingen bij bijvoorbeeld levercirrose of hartinfarcten. Lau: “De mogelijkheid om de vorming van littekenweefsel te controleren is belangrijk bij behandeling van […] schade aan organen, waarbij functioneel weefsel is vervangen door littekenweefsel.” Bron J.I. Jun en L.F. Lau, “The matricellular protein CCN1 induces fibroblast senescence and restricts fibrosis in cutaneous wound healing”, Nature Cell Biology, 6 juni 2010 Lees ook Wederopbouwmissie in lichaam krijgt steun Onderwaterlijm van een mottenlarve Maden redden steeds meer ledematen
Antilichamen zijn moleculen die je lichaam gebruikt om lichaamsvreemde stoffen te markeren. Ze binden heel specifiek aan een bepaald stofje (hun ‘antigen’) waardoor de afweercellen weten dat er vuilnis geruimd moet worden. Antilichamen zijn bijna allemaal gelijk: slechts een klein deel van het antilichaam (het geelgekleurde stuk in deze afbeelding) bepaalt of het molecuul een virus aangrijpt of een stukje stuifmeel. Afbeelding: © www.pdb.org Sinds hun ontdekking hebben wij antilichamen voor steeds meer dingen ingezet: als medicijn, om een biotechnologisch geproduceerd eiwit uit een reactiemengsel te zuiveren, of voor medische diagnoses en bloedonderzoek. Maar van natuurlijke antilichamen bestaan miljoenen variaties. Voor het lichaam handig, omdat het daarmee heel specifieke op bepaalde lichaamsvreemde stoffen kan reageren en zelfs op onbekende gevaren kan inspelen. Maar als je één bepaald antilichaam nodig hebt, ben je wel even aan het zoeken. Ook de productie van de temperatuurgevoelige eiwitten is niet altijd even makkelijk. Deze nanobolletjes kunnen ook mellitine afvangen, net als menselijke antilichamen. Afbeelding: © Kenneth Shea Nanobolletjes maken Om een plastic variant te maken gebruikten de Amerikaans-Japanse onderzoeksgroep nanobolletjes van polyacrylamide, het plastic waar ook zachte contactlenzen van gemaakt worden. Polyacrylamide maak je door monomeren acrylamide te laten reageren. Die koppelen dan aan elkaar tot nanobolletjes van zo’n 70 nanometer, ongeveer net zo groot als natuurlijke antilichaam-moleculen. Als er nog iets anders in het mengsel zit, zoals een antigen, dan vormen de polymeren zich daar netjes omheen. Vervolgens weekten de wetenschappers het antigen – in dit geval het bijengif-eiwit mellitine– weer uit de gelbolletjes. Die hebben dan een gat waar precies één mellitine-molecuul in past. In proeven uit het laboratorium was al eerder gebleken dat deze nanobolletjes inderdaad in staat zijn om mellitine te binden. In het wetenschappelijk tijdschrift Journal of the American Chemical Society publiceerden ze dat ze nu ook zeker weten dat de deeltjes hetzelfde effect hebben in een levend dier. Het experiment Afbeelding: © Aaron Logan Eén groep muizen kreeg alleen het bijengif ingespoten. Al deze dieren stierven hieraan. De tweede groep kreeg vlak na de vergiftiging ook de kunstmatige antilichamen toegediend, waarna nog maar 30% van de muizen het loodje legde. Dat de positieve werking van de kunstmatige antilichamen niet aan het materiaal zelf te wijten was, bleek wel uit het feit dat 95% van de muizen die gelbolletjes zonder gaatjes kregen binnen 24 uur stierven. Door zowel het mellitine als de nanobolletjes te markeren met een kleurstof, keken de wetenschappers waar deze stoffen in de muis terecht komen. De bolletjes bleken inderdaad netjes de gifstof te binden, waarna het geheel in de lever bleef hangen, zoals ook met veel geneesmiddelen gebeurt. Kritiek Toch is een kritische noot nog wel op zijn plaats. Deze testen werden namelijk in immunodeficiënte muizen gedaan. Die hebben geen eigen antilichamen of afweer meer, wat medicijnonderzoek gemakkelijker maakt. Maar dat betekent ook dat de wetenschappers nog niet weten of de nanobolletjes niet domweg door ons eigen afweersysteem worden afgebroken voordat ze hun werk in de bloedbaan kunnen doen. Daarnaast is het nog niet duidelijk wat er met de nanobolletjes gebeurt zodra de lever ze heeft opgevangen. Kan ons lichaam het plastic gewoon afbreken, of slaat de lever de deeltjes ergens op? Kortom, een eerste stap is gezet. Maar vaccins met plastic antilichamen laten nog wel een paar jaartjes op zich wachten. Meer over nanodeeltjes op Kennislink
Antilichamen zijn moleculen die je lichaam gebruikt om lichaamsvreemde stoffen te markeren. Ze binden heel specifiek aan een bepaald stofje (hun ‘antigen’) waardoor de afweercellen weten dat er vuilnis geruimd moet worden. Antilichamen zijn bijna allemaal gelijk: slechts een klein deel van het antilichaam (het geelgekleurde stuk in deze afbeelding) bepaalt of het molecuul een virus aangrijpt of een stukje stuifmeel. Afbeelding: © www.pdb.org Sinds hun ontdekking hebben wij antilichamen voor steeds meer dingen ingezet: als medicijn, om een biotechnologisch geproduceerd eiwit uit een reactiemengsel te zuiveren, of voor medische diagnoses en bloedonderzoek. Maar van natuurlijke antilichamen bestaan miljoenen variaties. Voor het lichaam handig, omdat het daarmee heel specifieke op bepaalde lichaamsvreemde stoffen kan reageren en zelfs op onbekende gevaren kan inspelen. Maar als je één bepaald antilichaam nodig hebt, ben je wel even aan het zoeken. Ook de productie van de temperatuurgevoelige eiwitten is niet altijd even makkelijk. Deze nanobolletjes kunnen ook mellitine afvangen, net als menselijke antilichamen. Afbeelding: © Kenneth Shea Nanobolletjes maken Om een plastic variant te maken gebruikten de Amerikaans-Japanse onderzoeksgroep nanobolletjes van polyacrylamide, het plastic waar ook zachte contactlenzen van gemaakt worden. Polyacrylamide maak je door monomeren acrylamide te laten reageren. Die koppelen dan aan elkaar tot nanobolletjes van zo’n 70 nanometer, ongeveer net zo groot als natuurlijke antilichaam-moleculen. Als er nog iets anders in het mengsel zit, zoals een antigen, dan vormen de polymeren zich daar netjes omheen. Vervolgens weekten de wetenschappers het antigen – in dit geval het bijengif-eiwit mellitine– weer uit de gelbolletjes. Die hebben dan een gat waar precies één mellitine-molecuul in past. In proeven uit het laboratorium was al eerder gebleken dat deze nanobolletjes inderdaad in staat zijn om mellitine te binden. In het wetenschappelijk tijdschrift Journal of the American Chemical Society publiceerden ze dat ze nu ook zeker weten dat de deeltjes hetzelfde effect hebben in een levend dier. Het experiment Afbeelding: © Aaron Logan Eén groep muizen kreeg alleen het bijengif ingespoten. Al deze dieren stierven hieraan. De tweede groep kreeg vlak na de vergiftiging ook de kunstmatige antilichamen toegediend, waarna nog maar 30% van de muizen het loodje legde. Dat de positieve werking van de kunstmatige antilichamen niet aan het materiaal zelf te wijten was, bleek wel uit het feit dat 95% van de muizen die gelbolletjes zonder gaatjes kregen binnen 24 uur stierven. Door zowel het mellitine als de nanobolletjes te markeren met een kleurstof, keken de wetenschappers waar deze stoffen in de muis terecht komen. De bolletjes bleken inderdaad netjes de gifstof te binden, waarna het geheel in de lever bleef hangen, zoals ook met veel geneesmiddelen gebeurt. Kritiek Toch is een kritische noot nog wel op zijn plaats. Deze testen werden namelijk in immunodeficiënte muizen gedaan. Die hebben geen eigen antilichamen of afweer meer, wat medicijnonderzoek gemakkelijker maakt. Maar dat betekent ook dat de wetenschappers nog niet weten of de nanobolletjes niet domweg door ons eigen afweersysteem worden afgebroken voordat ze hun werk in de bloedbaan kunnen doen. Daarnaast is het nog niet duidelijk wat er met de nanobolletjes gebeurt zodra de lever ze heeft opgevangen. Kan ons lichaam het plastic gewoon afbreken, of slaat de lever de deeltjes ergens op? Kortom, een eerste stap is gezet. Maar vaccins met plastic antilichamen laten nog wel een paar jaartjes op zich wachten. Meer over nanodeeltjes op Kennislink
Natuurboerderij Het Bolhuis uit Diest wint de Bio-Award 2010. Daarmee bekroont BioForum Vlaanderen een project dat voedsel én biodiversiteit produceert. De jury looft Het Bolhuis als een bedrijf dat de bioproductie overstijgt en een mooi voorbeeld vormt van het samengaan van succesvolle landbouw en biodiversiteit. Natuurboerderij Het Bolhuis werkt op verschillende vlakken aan biodiversiteit. De boerderij zet zich in voor het behoud van enkele bijna verdwenen rassen van runderen, schapen, geiten en kleinvee.
Dit weekend hebben circa 65.000 mensen de open dagen van de biologisch boeren en tuinders bezocht. Lekker naar de Boer! is door Biologica voor het veertiende jaar georganiseerd. Vorig jaar waren er zo'n 70.000 bezoekers. Verspreid over het hele land stonden boeren en tuinders klaar om bezoekers hun bedrijf te laten zien. Er waren fietstochten, rondleidingen en proeverijen met kaas, sap, wijn, zuivel, vlees en fruit.
In juni verschijnt Biofood Magazine als dubbelnummer 3/4. We gaan de boer op , wat wil zeggen dat we meer dan ooit over landbouw schrijven: een bedrijfsreportage van biologisch-dynamisch bedrijf De Lepelaar, een huiveringwekkend verhaal over wat landbouwgif met de bijen doet en een extra lange productspecial over brood, een productgroep met veel vernieuwing. We staan stil bij de toekomst van de biologische winkelier. Verder in dit nummer een mooie beeldreportage van de verbouwde winkel De Groene Kruidenier in Helmond en de 6e Bio-Planet in Vlaanderen. Boekweit is de vergeten groente (groente?) en babyvoeding is het onderwerp van ed productfile. Biofood Magazine, HET vakblad voor Bio-retail, -productie en – verwerking. Nog geen abonnee? Voor € 54,- bent u elke 2 maanden helemaal op de hoogte. Abonneer u nu via www.biofoodonline.nl. Reacties, opmerkingen en tips naar: redactie@biofoodmagazine.nl.
Tamiflu is misschien wel het bekendste geneesmiddel tegen de griep. Helaas zijn sinds 2007 de meeste virussen van de H1N1 variant resistent tegen het middel. De resistentie wordt veroorzaakt door een enkele mutatie. Wetenschappers dachten dat het virus die mutatie niet zou overleven, maar nieuw onderzoek aan het California Institute of Technology laat zien dat de griep dankzij twee extra mutaties weer helemaal fit is. Oseltamivir is de werkzame stof van Tamiflu. Afbeelding: © Mrgreen71 Het eiwit neuraminidase is een belangrijke schakel in de levenscyclus van het influenzavirus. Dit eiwit ‘knipt’ het virusdeeltje los van de gastheercel waarin het geproduceerd is, zodat het deeltje een andere cel kan infecteren. De werkzame stof in Tamiflu, oseltamivir, bindt aan neuraminidase en blokkeert daarmee het losknippen. Hierdoor kunnen de virusdeeltjes niet vrijkomen en worden ook geen andere cellen geïnfecteerd. Toen oseltamivir eind jaren ’90 getest werd, bleek een enkele mutatie de stof al onwerkzaam te maken. De mutatie verandert aminozuur nummer 274, een aminozuur dat vlak bij de bindingsplaats van oseltamivir zit. Oseltamivir bindt door deze verandering niet en blokkeert ook de werking van neuraminidase niet meer. Helaas voor influenza maakt de mutatie het virus ook behoorlijk kreupel dus de resistentie zou geen groot probleem vormen. Oppervlakte-weergave van neuraminidase (groen) met oseltamivir (bruin) in de active site. Door mutatie van aminozuur 274 (paars) wordt de juiste binding van oseltamivir voorkomen en verliest het zijn werking Afbeelding: © Richard Reumerman Evolutie is zelden voorspelbaar en dat blijkt ook nu weer het geval. In 2007 doken toch virusstammen op die de resistentie bij zich droegen. Onderzoekers Jesse D. Bloom, Lizhi Ian Gong en David Baltimore wilden weten hoe het virus de kreupelheid van de mutatie overwonnen had. Zij ontdekten dat de mutatie van nog twee aminozuren, nummer 222 en 234, een volledig fit virus opleverde dat tegelijkertijd resistent was tegen oseltamivir. Pech De ontdekking dat twee extra mutaties de kreupelheid opheffen, geeft een kijkje in de evolutie van resistenties. Influenzavirussen muteren erg snel, waardoor mensen er bijvoorbeeld elk jaar weer last van kunnen hebben. De biologen uit California vermoeden dat de mutaties van aminozuren 222 en 234 bij toeval plaatsvonden. De combinatie van die twee mutaties met de resistentie is dan slechts een kwestie van tijd. Evolutionair natuurlijk heel interessant, maar pech voor ons. Wij moeten weer naar een nieuw medicijn op zoek. Bron J.D. Bloom et al., “Permissive Secondary Mutations Enable the Evolution of Influenza Oseltamivir Resistance”, Science 328, 4 juni 2010 Zie ook Mexicaanse griep is pandemie (Kennislinkartikel) Griepremmer Tamiflu is niet erg effectief (Artikel op NRC.nl)
This website uses cookies to give you the best experience. Agree by clicking the 'Accept' button or change your cookie settings.